内容正文:
期末复习专题 机械和功
一、单选题
1.下列用具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.酒瓶起子 B.镊子
C.钓鱼竿 D.食品夹
2.在2025年上海世界赛艇锦标赛上,中国选手邹佳琪、富灵凭借超过对手14 s的巨大领先优势,帮助中国赛艇队率先拿下本届世锦赛首枚金牌,如图所示。赛艇的桨可视为杠杆,下列关于赛艇的桨说法正确的是( )
A.省力杠杆,费距离 B.费力杠杆,省距离
C.费力杠杆,费距离 D.等臂杠杆,既不省力也不省距离
3.如图是一款剪铁皮的剪刀,它的手柄设计得比较长,这样设计的目的是( )
A.增大动力臂,费力 B.增大动力臂,省力
C.增大阻力臂,费力 D.增大阻力臂,省力
4.建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组,将的重物在内匀速提升,所用拉力F为。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为
B.动滑轮的重力为
C.滑轮组的机械效率为91.7%
D.提升更重的物体,滑轮组的机械效率不变
5.同学家新房装修时,工人师傅在地面与平台间搭一斜木板,平台高3m,木板长5m。工人用400N的拉力将重500N瓷砖沿木板从地面匀速拉上平台,用时50s。忽略空气阻力,此过程中( )
A.工人所做的有用功为1200J B.工人所做的总功为1500J
C.工人做功的功率为30W D.斜面的机械效率为75%
6.小明分别用甲、乙两滑轮组,在5s内将重为100N的物体竖直匀速提升0.3m。每个滑轮重为10N,忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.使用甲滑轮组时的拉力为50N
B.使用乙滑轮组时绳子自由端移动了0.6m
C.使用甲滑轮组时拉力的功率比乙大
D.两个滑轮组的机械效率相等
7.端午节赛龙舟是我国传统和民俗活动。下列有关说法中正确的是( )
A.龙舟前进的力是桨施加的 B.划龙舟时,桨是费力杠杆
C.队员划龙舟时,手与桨间没有摩擦 D.当龙舟加速时,受平衡力作用
8.如图所示,工人站在水平台上,用动滑轮将质量为80kg的重物匀速竖直提升4m,用时40s,竖直向上的拉力,取。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.使用动滑轮的作用是省功
B.动滑轮的重力为200N
C.拉力的功率为100W
D.动滑轮的机械效率为
二、填空题
9.白洋淀雁翎队成立于1939年秋,他们划船出没于芦苇荡,善于水上游击,被誉为“淀上神兵”。 如图甲中队员划船时的船桨是一种____________(选填“省力”或“费力”)杠杆。乙中拔钉子时的羊角锤____________(选填“是”或“不是”)这类杠杆。
10.用动滑轮将物体向上匀速提升1m,若物体重450N,工人所用拉力为250N,动滑轮重30N,则动滑轮的机械效率为________;克服绳重和摩擦做的额外功为________J,若换成重600N的物体,该动滑轮的机械效率将________。
11.如图所示,用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m,所用拉力为100N,不计绳重和摩擦。此过程中,拉力的功率是______W;对木箱做的功为______J,该动滑轮的机械效率为______。
12.如图所示,用质量相同的滑轮组装了不同的滑轮组甲和乙,分别提升质量相同的物体,升高相同的高度,不计绳重和摩擦,则________(选填“>”“=”或“<”);当物体的重力为100N,动滑轮的重为20N,物体升高的高度为2m,则滑轮组的机械效率为________(保留到0.1%)。
13.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:3~6s内,物体在水平方向上所受的合力的大小为________N,9~12s内,推力的功率是________W,9~12s内,推力对物体做功________J。
三、实验题
14.如图所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)杠杆放在支架上后,在图甲所示位置静止,这时的杠杆处于________(填“平衡”或“非平衡”)状态,为了将杠杆调至水平位置平衡,他应将左端平衡螺母向________端调节。
(2)图乙中,在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码,则在B处需挂________个钩码时,杠杆才能继续保持在水平位置平衡;实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡,这样做的主要目的是便于直接测量________。
(3)保持杠杆水平位置平衡,将图丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置,弹簧测力计示数将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)另外一组同学根据自己的实验数据,得到了如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件并不相符,原因可能是实验过程中没有___________(选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点)。
四、计算题
15.小丽家阳台上有一种升降晾衣架,如图,它是由4个定滑轮和2个动滑轮及横梁组成,拉动绳子的末端可以使晾衣架升降,假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。晾晒衣物时,若将重70N的衣物匀速提起0.8m,小丽需要用20N的拉力拉动绳子。求:
(1)晾衣架提升衣服做了多少有用功?
(2)小丽做了多少总功?
(3)晾衣架的机械效率是多少?
16.2026年2月,宁德时代世界总部落地宁德,将建成全球最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。该项目建设过程中,工人用如图所示的装置匀速提升重为800N的建筑材料,用时10s。这个过程中,电动机端的转轴将钢绳卷绕了12m,电动机的输出功率恒定为600W。求:
(1)电动机输出端拉力所做的总功。
(2)滑轮组所做的有用功。
(3)滑轮组的机械效率。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
B
B
A
D
D
B
C
1.A
【详解】A.酒瓶起子:支点为起子与瓶盖接触点O,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;
B.镊子:支点在筷子上端与手接触的点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.钓鱼竿:支点在手握鱼竿的后端(左手),动力臂短,阻力臂长,是费力杠杆,故C不符合题意;D.食品夹:支点在夹子连接处,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】赛艇的桨使用时,支点在桨与船身的接触处,手对桨的动力的力臂小于水对桨的阻力的力臂,因此桨属于费力杠杆;根据杠杆的特点,费力杠杆虽然费力,但是可以省距离,因此只有B选项正确。
故选B。
3.B
【详解】根据杠杆平衡条件,剪铁皮的剪刀中,手柄是动力的作用位置,手柄设计较长,目的是增大动力臂;当阻力、阻力臂不变时,动力臂越大,所需动力越小,因此可以省力。
故选B。
4.A
【详解】A.绳子自由端移动距离
工人做的总功 ,故A正确;
B.不计绳重和摩擦,拉力满足,因此动滑轮重力,故B错误;
C.有用功
机械效率 ,故C错误;
D.不计绳重和摩擦,提升更重的物体时,动滑轮重力不变,额外功不变,有用功增大,有用功在总功中的占比增大,滑轮组的机械效率会变大,故D错误。
故选A。
5.D
【详解】 A.工人所做有用功为
故A不符合题意;
B.工人所做的总功为
故B不符合题意;
C.工人做功的功率为
故C不符合题意;
D.斜面机械效率公式为
故D符合题意。
故选D。
6.D
【详解】由图可得:甲滑轮组承担物重的绳子段数,乙滑轮组承担物重的绳子段数,已知物体重力,提升高度,动滑轮轮重,时间,忽略绳重和摩擦。
A.甲滑轮组的拉力,故A错误;
B.乙滑轮组绳子自由端移动距离,故B错误;
C.甲总功
功率
乙总功:
功率
二者功率相等,故C错误;
D.机械效率
两个滑轮组的和都相等,因此机械效率相等,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.根据力的作用是相互的,运动员划桨时,桨对水施加向后的力,水对桨施加向前的反作用力推动龙舟前进,使龙舟前进的施力物体是水,故A错误;
B.根据杠杆的分类,划龙舟的桨,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B正确;
C.如果手与桨间没有摩擦,手无法握住桨,划桨时手和桨之间一定存在摩擦力,故C错误;
D.受平衡力的物体保持静止或匀速直线运动状态,龙舟加速时运动状态改变,受力不平衡,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】A.使用任何机械都不能省功,使用动滑轮不可以省功,一般情况可以省力,故A错误;
B.在使用动滑轮提升物体时,若不计绳重和摩擦,动滑轮受到的重力可用公式进行计算,但题目中未提及忽略摩擦和绳重,该公式不能使用,无法算出动滑轮的重力为200N,故B错误;
C.拉力F做的总功
用时40s,则拉力F的功率为
故C正确;
D.有用功
该动滑轮的机械效率为
故选C 。
9. 费力 不是
【详解】[1]划船使用船桨时,手施加的动力作用点离支点近(动力臂短),水对桨的阻力作用点离支点远(阻力臂长)。满足:动力臂小于阻力臂,因此船桨属于费力杠杆。
[2]羊角锤拔钉子时,手施加动力的位置距离支点远(动力臂长),钉子对锤的阻力距离支点近(阻力臂短)。满足:动力臂大于阻力臂,羊角锤是省力杠杆,和船桨(费力杠杆)不属于同一类杠杆。
10. 90% 20 变大
【详解】由图可知动滑轮承担物重的绳子段数,物体提升,则拉力端移动距离
有用功
总功
机械效率
总额外功
克服动滑轮重力做的额外功
因此克服绳重和摩擦的额外功
同一动滑轮提升更重的物体,动滑轮重、绳重摩擦不变,即额外功不变,有用功随物体重力增大而增大,有用功在总功中的占比增大,因此机械效率变大。
11. 80 360 90%
【详解】木箱上升2m,绳子自由端移动4m。拉力做的总功为
拉力功率为
将木箱匀速提升2m,对木箱拉力等于木箱重力,对木箱做的功为
机械效率为
12. > 83.3%
【详解】滑轮组中的相关计算由图知,承担物重的绳子股数,,因为不计绳重和摩擦,,,因为滑轮质量相同,提升的物体质量也相同,所以。
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
13. 30 60 180/
【详解】由丙图可知,内物体做匀速直线运动,速度;结合乙图,此时推力,匀速运动时二力平衡,因此滑动摩擦力。滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,所以物体运动过程中滑动摩擦力大小始终为。由乙图得,3~6s内推力,滑动摩擦力仍为,合力大小
匀速运动时推力功率
9~12s时间,物体移动距离
推力做功
14.(1) 平衡 左
(2) 3 力臂
(3)变大
(4)②
【详解】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态。如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态。
杠杆右端下沉,其左端偏高,应将平衡螺母向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)根据杠杆平衡条件
设一个钩码的重力为,设一格长为,则
解得,则在B处需挂3个钩码。
实验中每次都要调节杠杆在水平位置平衡,此时杠杆的重心和支点在同一竖直线上,可以消除杠杆自重对实验的影响,力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(3)当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力的力臂变小,由杠杆平衡条件,可知弹簧测力计的拉力变大。
(4)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向,故②正确。
15.(1)
56J
(2)
64J
(3)
87.5%
【详解】(1)由题意和图可知,承担物重的绳子段数
提升衣服做的功为有用功
(2)绳子自由端移动的距离
拉力做的功为总功
(3)滑轮组机械效率公式为
即晾衣架的机械效率是87.5%。
16.(1)6000J
(2)4800J
(3)80%
【详解】(1)电动机输出端拉力所做的总功
(2)由图可知,,建筑材料上升的高度
滑轮组所做的有用功
(3)滑轮组的机械效率
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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